运营公路隧道安全评估研究

1引言
2010年上半年，全国地质灾害数量是去年同期的近10倍。1-7月全国共发生地质灾害26009起，其中滑坡19101起、崩塌4756起、泥石流911起、地面塌陷332起、地裂缝161起、地面沉降36起。而这些地质灾害将直接导致交通隧道衬砌结构开裂、变形、渗漏水等病害现象，病害将妨碍交通，威胁隧道内行车安全，缩短隧道维护周期和使用寿命。因此，有必要对全国交通隧道展开系统、全面的检测与病害研究。
2公路隧道安全评估研究现状
隧道病害研究需要借助不同检查和测量仪器与方法，检测不同类型病害表现形态、出现位置、发展趋势等基本信息。刘海京[1]等人指出隧道病害检查与量测的研究主要包括两方面内容，一是总体隧道病害综合检测项目、程序与制度的研究，二是具体病害检测方法与检测技术的研究。公路隧道养护技术规范[2]规定了公路隧道病害的日常监测、定期检测、特别检测、专项检测的程序和方法。关宝树[3]对公路隧道不同类型病害的检查方法、检查项目、检查步骤进行了介绍。聂智平等人[4]通过对具体隧道衬砌裂损、渗漏水、衬砌强度、变形等病害检测，根据荷载结构方法对结构的承载状态进行了简单的安全性计算。


3.检查方法、仪器设备及频率
检查采用近距离目测和量测的方式进行。检查时，尽量靠近结构，依次检查各个结构部位，发现异常情况和原有异常情况的发展变化，对发现的病害进行标记、量化，并拍摄图像资料。为了全面、直观、清楚的了解隧道状况，检查采用车载升降机作为检查平台，并配置发电机、照明灯等设备，检查人员能便利到达隧道内的任何部位，清楚了解病害状况。


4检测结果及安全评估
4.1上行隧道运营环境检测结果及安全评估
隧道运营环境包括通风、照明、交通安全设施、机电设施、消防设施、环境卫生等方面，从检测结果发现，上行隧道存在下述安全隐患。
风机正常运转，但表面烟尘较重（见图1）；洞内光线较为昏暗，灯具表面烟尘严重，共145盏灯（左侧61盏，右侧84盏）不亮，占总数4628的3.1％；交通安全设置较齐全，但存在以下问题：（1）标志a、洞内灯箱式消防标志表面污染较重且91个不亮。b、衬砌轮廓标表面浮尘严重，反光效果较差。右侧68处衬砌轮廓标缺损，占总数818的8.4%。c、紧急停车带标志牌缺损28个，个别通行电子指示标志、限速牌脏污。（2）标线 部分路段标线脱落、磨损、脏污。机电工程配电箱门缺损11个（左侧1个，右侧10个）（见图2）,洞内广播、摄像机烟尘附着严重，且有3处损坏。洞内设计配备的240个灭火器缺失3个； 8处消防箱门缺损；1处报警器损坏；全洞消防箱、报警器严重脏污。部分地段路面脏污，衬砌表面烟尘污染；2个人行横洞、1个车行横洞内有垃圾。
根据公路隧道养护技术规范可知，通风、交通安全设施、机电设施、消防设施、环境卫生安全评估结果为“2s”级别，照明为“1b”级别。
4.2上行隧道土建结构检测结果及安全评估
根据对隧道洞门、洞口、衬砌、路面、检修道、排水系统和内装等项目的检测结果，上行隧道存在下述安全隐患。洞口山体稳定，洞门衬砌混凝土稳定，未见异常。该隧道衬砌表层未见起层、剥落，施工缝未见开裂、错台现象。但存在如下问题：纵向裂缝：该隧道纵向受力裂缝较为发育，存在纵向裂缝177条，累计长度3627m，占隧道长度6102m的59.4%。其中最长裂缝114m，最大缝宽1mm。裂缝多出现在隧道拱顶和拱腰位置。环向裂缝：该隧道环向裂缝多，多分布在施工缝处。共存在36条环向裂缝，累计长度148m，最长裂缝8m，最大缝宽0.8mm。此外，该隧道有1处人行横道洞内衬砌渗水；1处衬砌拱顶渗水。
隧道水泥混凝土路面总体较好，路面较为平整，车道干净、整洁、无落物，但存在横向裂缝、抗滑构造深度浅、破碎、网裂、油污等现象。检修道基本完好。隧道系统排水、路面排水基本畅通，但排水沟口存在杂物充填、篦子缺失现象，洞内衬砌表面局部装修涂层脱落，共42处，面积约22.77m2，洞内边墙瓷砖表面存在轻微烟尘污染。
综上所述，土建结构总体安全评价为“b”。其中，内装为“2s”， 洞门、洞口、检修道为“1s” 衬砌、路面、排水系统为“1b”。
4.3下行隧道运营环境检测结果及安全评估
从检测结果发现，下行隧道存在下述安全隐患。
风机运转正常，但表面烟尘较重。洞内光线较为昏暗，灯具表面烟尘严重，232盏灯（左侧121盏，右侧111盏）不亮，占总数4630的5%；交通安全设置较齐全，但存在以下问题：（1）标志a、洞内灯箱式消防标志表面污染较重且50个不亮。b、衬砌轮廓标表面浮尘严重，反光效果较差。右侧9处衬砌轮廓标缺损，占总数818的1.2%。c、紧急停车带标志牌缺失1个，紧急电话标志牌缺失7个，个别通行电子指示标志、限速牌损坏、倾斜、脏污，汉中端洞门拱圈未见反光膜。d、洞内视线诱导标全部损坏。e、灯箱式紧急撤离线路标志表面污染较重且27个不亮。（2）标线 路面标线脏污，局部存在啃边、脱落现象（见图7）。机电工程配电箱门缺损10个（左侧4个，右侧6个），洞内广播、摄像机烟尘附着严重，且有1处缺失。洞内设计配备的244个灭火器缺失15个； 6处消防箱门缺损；洞内衬砌表面局部烟熏较重。
根据公路隧道养护技术规范可知，通风、机电设施、环境卫生安全评估结果为“2s”级别，交通安全设施、消防设施、照明为“1b”级别。下行隧道土建结构检测结果及安全评估
根据对隧道洞门、洞口、衬砌、路面、检修道、排水系统和内装等项目的检测结果，下行隧道存在下述安全隐患。
洞口山体稳定，洞门衬砌混凝土稳定，未见异常。该隧道衬砌表层未见起层、剥落，施工缝未见开裂、错台现象。但存在如下问题：纵向裂缝：该隧道纵向受力裂缝较为发育，存在纵向裂缝47条，累计长度628.8m，占隧道长度6123m的10.3%。其中最长裂缝49m，最大缝宽0.7mm。裂缝多出现在隧道拱顶和拱腰位置。环向裂缝：该隧道存在5条环向裂缝，多分布在拱顶和拱腰处，累计长度27.5m，最长裂缝12m，最大缝宽0.8mm。此外，该隧道水泥混凝土路面总体较好，路面较为平整，车道干净、整洁、无落物，但路面存在横向裂缝及中央排水沟井盖破损现象。检修道基本完整，但右侧检修道28处存在堵塞、盖板缺失现象。隧道系统排水、路面排水基本通畅，但有1处纵、横向排水管堵塞，造成该处检查井积水、外溢；检查井120个（每侧60个）被封闭，无法打开、查看。洞内墙面瓷砖表面有轻微烟尘污染，衬砌表面存在3处装修涂层脱落，面积约2.6m2。
综上所述，土建结构总体安全评价为“b”。其中，内装、路面为“2s”， 洞门、洞口为“1s”， 衬砌、检修道、排水系统为“1b”。


5 总体评价
通过对秦岭一号隧道（西-汉方向、汉-西方向）的全面检查，得到以下检查结论：
（1）运营环境
运营环境总体状况较好。洞内通风良好，标志、标线设置较为齐全，行车较舒适。但隧道运营环境存在以下问题：风机烟尘污染严重；部分照明灯具损坏且灯具表面浮尘严重，洞内光线较为昏暗；路面标线局部脱落、磨损、脏污、啃边现象。
（2）土建结构
隧道所在山体稳定；洞门混凝土稳定，无开裂、露筋现象；洞身衬砌混凝土未见变形、错台现象；隧道内水泥混凝土路面总体上较为坚固、平整；隧道系统排水、路面排水基本畅通。但隧道土建结构存在以下问题：（西-汉方向）隧道纵向受力裂缝较发育，59.4％洞身长度衬砌混凝土拱部存在纵向受力裂缝，且局部有渗水现象；路面存在少量横向裂缝、破碎、网裂及油污；个别排水沟内杂物填充致堵，篦子存在缺失、破损现象。土建结构总体状况较差。（汉-西方向）隧道纵向受力裂缝较发育，10.3％洞身长度衬砌混凝土拱部存在纵向受力裂缝；路面存在少量横向裂缝；检查井存在积水、外溢现象。
检查认为，秦岭一号隧道洞内运营环境较好，山体稳定，当前衬砌结构处于稳定状态，未发现妨碍交通的现象存在。但土建结构健康状况较差，需日常养护维修和专项检查。